电子测量与智能仪3——信号发生器.pptVIP

电子测量与智能仪器 第3章 信号发生器 3.1 信号发生器概述 3.1.1 信号发生器的功用 3.1.2 信号发生器的分类 3.1.3 正弦信号发生器的性能指标 3.2 模拟信号发生器 3.2.1 低频信号发生器 3.2.2 高频信号发生器 3.2.3 脉冲信号发生器 3.2.4 函数信号发生器 3.2.5 噪声发生器 3.3 合成信号发生器 3.3.1 直接模拟频率合成法 3.3.2 直接数字频率合成法 3.3.3 间接合成法 3.3.4 频率合成技术的进展 本章小结 作业布置 第3章 信号发生器 3.1 信号发生器概述 3.1.1 信号发生器的功用 测量用信号发生器，通常称为信号源，是最基本、应用最广泛的测量仪器。其功用主要包括以下三方面： 3.1.2 信号发生器的分类 3.1.3 正弦信号发生器的性能指标 3.2 模拟信号发生器 模拟信号发生器是指一些常用的传统信号发生器，即以单元模拟电路为主组成的仪器。这类仪器性能指标不是很高，但价格便宜，且能满足一般实验测试的要求，在模拟电子线路与系统的设计、测试和维修中获得广泛应用，仍然是当前大量使用的信号发生器。 3.2.1 低频信号发生器 现在一般“低频信号发生器”是指1Hz~1MHz频段，输出波形以正弦波为主，或兼有方波及其他波形的发生器。 1、低频信号发生器的组成原理 4、使用方法 输出频率调节与指示：使用时，先将频率范围置于相应的挡位，按所需的频率调节频率度盘于相应频率点上，在通常情况下，频率微调旋钮置于零位。 输出阻抗的配接：信号发生器要求负载与其输出阻抗相匹配，使输出信号失真小，功率大。 输出电路选择：根据外接电路的输入方式，选择相应的平衡或不平衡输出。 输出电压的调节和测读：调节输出电压旋钮，可以连续改变输出电压的大小。 3.2.2 高频信号发生器 若要扩大频率范围，必须变更电感L，可以象收音机那样用多波段工作方式： 2、高频信号发生器的使用 3）、输出阻抗变换器 信号发生器只有在匹配的情况下才能正常工作。 同时，信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下按正弦有效值标定的，若负载与信号源输出阻抗不相等，则信号源输出电压的读数是不准确的。 3.2.3 脉冲信号发生器 脉冲信号发生器通常是指矩形窄脉冲发生器，它广泛用于测试和校准脉冲设备和宽带设备。 1、矩形脉冲的参数 2、脉冲信号发生器的组成原理 3.2.4 函数信号发生器 函数信号发生器是一种宽带频率可调的波形发生器，它可以产生正弦波、方波、三角波、锯齿波等。 1、正弦式函数信号发生器 其工作过程为：正弦振荡器输出正弦波，经缓冲级隔离后，分为两路信号，一路送至放大器输出正弦波，另一路作为方波形成电路的触发信号。方波形成电路通常为施密特触发器。后者也输出两路信号，一路送放大器，经放大后输出方波；另一路作为积分器的输入信号。积分器一般是密勒积分电路。积分器将方波积分形成三角波，经放大后输出。三种波形的输出由放大器中的选择开关控制。 3、脉冲式函数信号发生器 3.2.5 噪声发生器 噪声是指元器件、电路、仪器设备或电子系统中出现的非预期的电信号。由噪声所造成的不良效应称为干扰。 在电子测量中，利用噪声作为测试信号具有重要的意义：一方面，噪声能够模拟许多实际系统的工作状态；另一方面，用噪声信号代替正弦信号进行测试时，能够收集到被测系统动态特性的有关数据，从而可以对被测系统做出全面的评价。 噪声发生器能提供在特定频率范围内有足够高的输出电平，并具有一定统计参数的噪声信号。 3.3 合成信号发生器 采用频率合成技术，可以把信号发生器的频率稳定度、准确度提高到与基准频率相同的水平，并且可以在很宽的频率范围内进行精细的频率调节。合成信号源可工作于调制状态，可对输出电平进行调节，也可输出各种波形。它是当前用得最广泛的性能较高的信号源。 频率合成的方法很多，但基本上分为两大类，直接合成法和间接合成法。在具体实现中可分为下面三种方法。 3.3.1 直接模拟频率合成法 3.3.2直接数字频率合成法 以正弦波为例： 在正弦波一周期内，按相位划分为若干等份△Ф，将各相位对应的幅值A按二进制编码并存入ROM中，见表3.4（P93） 2、信号的频率关系 3、噪声分析 在DDFS中，噪声有两种： 1）量化噪声 相位和幅度量化噪声，简称为量化噪声。在一定的电路中，它一般是不变的。 2）滤波器噪声 是D/A转换器产生的阶